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专利号: 2020101480213
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2023-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,包括复合按键模块和信息显示模块;所述复合按键模块包含若干复合按钮,每个复合按钮内部电连接控制电路板A(25),控制电路板A(25)电连接电源、蓝牙模块A、触摸传感器、按键开关、指示灯带;控制电路板A(25)内置单片机,接收处理触摸传感器传递的触摸信号和按键开关信号,并将信号通过蓝牙模块A传递至信息显示模块;电源为复合按键模块的电路系统提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述信息显示模块内部设置控制电路板B,控制电路板B电连接电源、数据存储模块、蓝牙模块B、移动网络模块、显示装置上设置显示屏、摄像头和扬声器以及按键A、按键B、按键C;控制电路板B内置单片机,通过蓝牙模块B接收复合按键模块中蓝牙模块A所传递的多组信息,计算处理在指定时间内是否有复合按钮发出的按键开关闭合信号;数据存储模块用于人机界面系统的系统程序、应用程序以及用户数据信息存储,应用程序中的音乐信息和语音信息,通过扬声器输出;移动网络模块用于连接互联网,实现显示装置中程序和系统的更新,升级;通过移动网络模块与移动终端联通,将训练结果数据信息发送至移动终端。

3.根据权利要求2所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述蓝牙模块A用于将单片机中生成并存储的多组数据进行无线传输给信息显示模块中的蓝牙模块B,实现复合按键模块和信息显示模块连通;复合按键模块和信息显示模块配置好相应通信驱动后,进行实时通讯,处理各自获取数据,在显示屏显示出数据。

4.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述复合按钮包括金属帽(21),金属帽(21)底部固定连接支杆(22),支杆(22)为圆柱状,支杆(22)内部设置通孔(29),支杆(22)底面设置片状极板(30),支杆(22)上套接弹簧(23),支杆(22)下方卡接壳体(24),弹簧(23)位于壳体(24)上表面,极板(30)设置在壳体(24)内部,壳体(24)底部连接磁铁(26),磁铁(26)上设置接控制电路板A(25),金属帽(21)底部焊接引线(28),引线(28)通过通孔(29)插接控制电路板A(25),控制电路板A(25)上与极板(30)对应位置设置两个金属触头(27),壳体(24)外侧环绕设置指示灯带(31),指示灯带(31)位于磁铁(26)上端,指示灯带(31)连接控制电路板A(25)。

5.根据权利要求4所述的一种空间感知能力训练装置,其特征在于,所述复合按钮电路包括开关电路单元和触摸电路单元;开关电路单元包括串联在电源和地之间的按键开关K1、分压电阻R2和R3;触摸电路单元包括单片机、IC555、C1电容、VD1整流二极管、LED1及外围器件,IC555包括电源端、触发端2和输出端3,所述VD1整流二极管反向接在IC555电源端和触发端2,所述电容C1一端导线(28)与金属帽(21)联接,所述电容C1另一端接在IC555触发端2上,LED1对应指示灯带(31)。

6.根据权利要求5所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述IC555平时处于单稳态模式,输出端3位低电平,LED1为熄灭状态;当人手或其他导体接触金属帽(21)时,人体的感应信号经电容C1至IC555的触发端2,触发处于单稳态的IC555置位,使得IC555的第3脚输出高电平,驱动LED1点亮,指示灯带(31)点亮,同时输出高电平至单片机的第二路I/O端。

7.根据权利要求2所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述移动终端为手机或平板电脑。

8.根据权利要求4所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,其特征在于,所述金属帽(21)上的按压模块为圆球形,圆球形上面通过激光雕刻有各种动物或水果图案,若干复合按钮任意组合成球形组合游戏。

9.一种自闭症儿童空间感知能力的训练方法,其特征在于,使用上述权利要求1至8中任意一项所述的一种自闭症儿童空间感知能力训练装置,具体包括以下步骤:步骤1、系统准备,使用电源给空间感知能力训练装置供电,启动空间感知能力训练装置;

步骤2、信息显示模块中的摄像头获取受训者面部信息,并与数据存储模块中的受训者信息数据库进行配对识别,将受训者基本信息、上次训练结果和训练发展走势图以及有关信息传输到显示屏的屏幕上;

步骤3、指导人员根据数据步骤2中的受训者信息选择本次训练等级;

步骤4.控制电路板B读取步骤3中选定的训练等级按键信号,从数据存储模块中调取相应音乐和语音程序,发出的特定灯光、音乐及语音指令;并通过蓝牙模块B将训练等级信号发送至蓝牙模块A中的复合按钮,复合按钮中的指示灯带(31)根据所接收的信号发出特定的灯光:步骤5、受训者根据本次训练所选级别模式下发出的特定灯光、音乐及语音指令,按照指令用手或脚按压对应的复合按钮;一旦儿童用手通过复合按钮上的金属帽21按动了按键开关,则会在电路中同时感应触摸信号和开关信号,两路感应信号同时传送至控制电路板A上的单片机进行识别,据此可进行判断;而通过穿袜子的脚按动开关时,只感应出开关信号,没有触摸信号,据此来判断是否按动了按键以及是用手还是用穿袜子的脚按动的开关;

此外,指示灯带(31)根据按压操作的正确或错误改变灯光颜色,进行实时提示和反馈;

步骤6、控制电路板B中的单片机读取并处理步骤5传输的信号,计算处理在指定时间内是否有复合按钮发出的按键开关闭合信号,最终通过显示屏进行数据反馈:包括本次训练中受训者对语音指令的反应速度、总按压次数、成功完成的按压次数、未成功完成的按压次数和正确率的数据显示;其中,C级高级模式的数据反馈,还包括分别对手部操作和脚部操作的成功或未成功完成按压次数、以及正确率的统计;当操作正确率大于设定的分数阈值时,表示该等级训练完毕,进入下一等级训练程序,否则将继续重复本级别的训练。

10.根据权利要求9所述的一种自闭症儿童空间感知能力的训练方法,其特征在于,所述步骤4的训练等级按照难易程度分为ABC三个阶段对应按键A、按键B、按键C,确定目标技能为辨别空间定位、理解空间方位概念及分析空间关系:A阶段主要使患儿初步建立物品与空间之间的定位关系,训练他们依靠视觉、听觉和触觉辨别空间方位;A阶段设置一个复合按钮,视觉和听觉信号反复发出,以每10秒的间隔方式重复5次,同时播放多种鼓励性语音指令,患儿可在5次间隔反复时做出选择;

B阶段主要训练患儿建空间方位概念;B阶段设置2~3个复合按钮,视觉和听觉信号反复发出,以每20秒的间隔方式重复3次,同时播放一种鼓励性语音指令,要求患儿用双手在3次间隔反复内做出正确按压操作,两个操作按键会交替进行;

C阶段主要训练患儿对空间关系的分析能力;C阶段设置4~6个复合按钮,视觉和听觉信号反复发出,以每30秒间隔的方式重复2次,同时播放普通语音指令,要求患儿分别用手、脚在在2次间隔反复内做出正确按压操作,上下左右多个多个复合按钮交替进行。